提高“小水电”电能量数据完整率方案

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【摘 要 】江门地区小水电多分布在沟谷中,地处偏远,无公网信号或公网信号不稳定等原因,造成负控终端长期处于离线状态或上线不稳定,数据丢失严重,阻碍计量自动化系统的深入应用,难以适应电能量数据管理的更高要求.因此,本文针对提高“小水电”电能量数据完整率提出了切实有效的解决方案.

【关 键 词 】小水电,电能量数据,完整率

1.概述

江门地区总面积为9541平方公里,丘陵广布,山体起伏较大,落差大,沟脊、水系发育、水库较多,小水电多分布在沟谷中.2013年,我局小水电共计196个,由于地处偏远,无公网信号或公网信号不稳定等原因,造成负控终端长期处于离线状态或上线不,导致数据上送不持续,丢失严重,直接影响电能量数据的采集,难以满足计量装置远程监控、抄核收、线损分析等计量营销业务的需要.

2.原因分析

江门供电局计量自动化系统公变、配变及集抄系统广泛采用公网公司的GPRS无线数据VPN网络.受网络覆盖的影响,部分终端不能上线采集.经现场勘查,2013年在接入计量自动化系统的145台小水电终端中,有41台由于地处偏远,处于公网信号盲区的原因,造成负控终端长期处于离线状态,10台由于树木、山石等障碍造成了信号衰减,导致公网信号不稳定,数据丢失严重.我们抽取了2013年1月份到4月份的系统数据进行了分析,结果如表1所示:

表1 2013年小水电终端运行情况分析

月份 终端在线率 数据完整率

1月 74.5% 78.6%

2月 76.7% 80.2%

3月 78.6% 81.7%

4月 79.8% 83.5%

从上表可知,小水电终端对整体的在线情况和数据完整率的影响,未能达到98%以上,

3.各种通信解决方案分析和选择

针对公网盲区及信号不稳定问题主要可以通过以下方法解决.

(1)采用非公网上行方式,完全避免无线通信不稳定性问题、电房电柜屏蔽问题,保证实时在线.非公网上行方式可考虑采用线通信、宽带网络通信、电力光缆等.

(2)采用公网上行方式,但通过其他通信方式接驳,如通过载波、485 通信、微功率无线等方式转发数据.

(3)采用公网上行方式,但采用信号增强扩展公网通信距离.如通过同轴电缆信号放大、无线直放站、新建基站等方式.

3.1 非公网上行

非公共网主要有拨号接入方式、公共有线电视、光缆等.此种方式均需要布线,由于小水电地处偏远,布线成本巨大,且环境恶劣,维护困难.

3.2 公网上行,其他通信方式接驳

(1)电力载波

电力载波方式是将终端通信模块外置于能接收到公网信号位置,电表通过电力载波方式与终端交换数据,该方案省却了布线或无线信号干扰影响,但实际应用存在信号衰减快、干扰大、不能跨变压器、互感器等诸多问题.

(2)有线中继接入

该方案采用终端侧模块和外置侧模块,通过以太网双绞线RJ45接口连接.由于采用双绞线,通信线路以100米为宜,最长不超过300米.

(3)无线中继通信

该方案是通过微功率无线通信的方式传输数据,中继器采用470MHz 通信时,通信距离经测试在150 米以内,距离较远时,可通过增加中继的方式延长通信距离,目前可增加2级中继.该方案的优点是施工简单,初次投入不大,且后续无运行费用,但需对GPRS 转接器提供220V电源,如终端维护口协议非标准广电规约,GPRS 转接器处需对协议进行处理后再进行转发,该方案理论上适用于任意厂家终端.

图1 无线中继实现方式示意图

3.3 公网上行,信号增强扩展公网通信距离

(1)无线放大器方案

无线放大器(也称直放站)属于同频放大设备,其基本功能就是一个射频信号功率增强器.该方案施工虽相对复杂,但无需对终端侧设备进行改动,适用于所有厂家终端,可以一个无线放大器带几台终端设备,通过共享设备,成本相对较低,更重要的是,不需后续运行费用.但该方案也有其局限性,受到信号衰减影响,实际通信距离在40米内(采用更好质量的同轴电缆可适当延长距离,但一般不超过100米).

(2)运营商建基站

运营商建设新基站,增加信号的覆盖范围,对于局方来说,是一劳永逸的方式.但投资一个标准基站需要接近两百万元,同时该部分区域一般客户数量较为稀少,出于对投资收益的考虑,运营商短时间内不会考虑投入,故短时间内无法实现.


4.方案选择及应用

以上各种解决方案在特定场景均具备实际运行的优势和可行性.但结合供电局计量自动化系统实际运行以及运维成本、通信可靠性等综合考虑,采用“安装无线中继通信设备”方式投入成本小、安装周期短、设备安装方便灵活.因此本文选择无线中继方式,如图1所示.

图2 试点月在线时长对比图

图3 试点数据完整率对比图

5.实际运行效果

本文选取了5个试点,使用无线中继通信方式解决终端长期离线及数据传输不稳定问题,结果表明终端在线时间和数据完整率大幅度提高.如图2、图3所示.

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